负载驱动装置、电机组件及电机驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种电机驱动装置及应用其的电机组件及负载驱动装置。所述电机驱动装置还包括锁相控制电路、触发电路及双向电子开关，所述锁相控制电路用于跟踪交流电源频率及相位，并发出一个由低频变到高频直至与交流电源同频同相位的锁相矩形波串至所述触发电路，所述触发电路在锁相矩形波串高电平或低电平的脉冲宽度小于电源周期前，根据所述锁相矩形波串的电平控制所述双向电子开关以预定方式在导通与截止之间切换，当锁相矩形波串高电平或低电平的脉冲宽度小于电源周期时，所述触发电路控制双向电子开关全通电；所述锁相控制电路、触发电路及双向电子开关至少之一设于所述半导体基片上。上述电机驱动装置可保证电机每次通电时沿固定方向启动旋转。

【技术实现步骤摘要】
负载驱动装置、电机组件及电机驱动装置
本专利技术涉及电机控制领域，尤其涉及一种驱动电机的电机驱动装置及应用该电机驱动装置的电机组件及负载驱动装置。
技术介绍
单相同步电机电枢磁场可看作二个正反旋转磁场合成的脉动磁场，磁极启动时有转矩为0的死点。传统启动方法通常采用不均匀气隙、不均匀磁路，使磁极N静止时能停在预定初始位置上，即2～178电角度或182～358电角度之间，以避开启动受力为0的死点。但接通电源时，电流的起始相位是随机的，无法确保磁极受力为指定旋转方向，因此此方法启动存在旋转方向不定、启动振动、启动转矩小以及启动失败等问题。
技术实现思路
鉴于上述状况，有必要提供一种能够控制电机定向启动的电机驱动装置及应用该电机驱动装置的电机组件及负载驱动装置。本专利技术实施例提供了一种电机驱动装置，包括壳体、封装于壳体内的半导体基片，所述电机驱动装置还包括锁相控制电路、触发电路及双向电子开关，所述锁相控制电路用于跟踪交流电源频率及相位，并发出一个由低频变到高频直至与交流电源同频同相位的锁相矩形波串至所述触发电路，所述触发电路在锁相矩形波串高电平或低电平的脉冲宽度小于电源周期前，根据所述锁相矩形波串的电平控制所述双向电子开关以预定方式在导通与截止之间切换，以控制电机沿设定方向启动，当锁相矩形波串高电平或低电平的脉冲宽度小于电源周期时，所述触发电路控制双向电子开关全通电；所述锁相控制电路、触发电路及双向电子开关至少之一设于所述半导体基片上。作为一种优选方案，当锁相矩形波串为高电平时所述触发电路触发所述双向电子开关导通电源电压的正半波串，当锁相矩形波串为低电平时所述触发电路触发所述双向电子开关导通交流电源电压的负半波串。作为一种优选方案，所述电机驱动装置还包括降压整流稳压电路，所述降压整流稳压电路用于将交流电源的电压处理为稳定的直流电压并提供给所述锁相控制电路和触发电路。作为一种优选方案，从壳体引出一第一端子及一第二端子，所述第一及第二端子分别连接所述双向电子开关的两端及所述降压整流稳压电路两端。作为一种优选方案，从壳体引出第一端子至第三端子，所述第一及第三端子分别连接所述降压整流稳压电路两端，所述第二及第三端子分别连接所述双向电子开关的两端。作为一种优选方案，所述降压整流稳压电路封装于壳体内部。作为一种优选方案，所述双向电子开关全通电前一个波的极性为正极，全通电后的第一个波的极性为负极；或者所述双向电子开关全通电前一个波的极性为负极，全通电后的第一个波的极性为正极。作为一种优选方案，所述触发电路在电机启动前发出使电机转子停在指定位置的定位触发脉冲。作为一种优选方案，所述定位触发脉冲为1个以上波数的正半波或1个以上波数的负半波。本专利技术的实施例还提供一种电机组件，包括电机及与所述电机串接于交流电源两端的如上中任一项所述的电机驱动装置。本专利技术的实施例还提供一种负载驱动装置，包括如上所述的电机组件及由所述电机组件驱动的负载。作为一种优选方案，所述负载驱动装置还包括一离合器，所述电机组件通过所述离合器驱动所述负载。作为一种优选方案，所述离合器为弹簧离合器、离心离合器、摩擦离合器或电磁离合器。上述电机驱动装置使用锁相控制的方式提供了确定的转子启动起始时电源半波方向及半波串的换向方式，可使电机按指定方向启动，并可以平稳的转入同步旋转，应用上述电机驱动装置的电机组件及负载驱动装置结构简单、震动噪声小、使用寿命长。而且将锁相控制电路、触发电路及双向电子开关全部或不封封装在集成电路中，如可由ASIC单芯片实现，可降低电路成本，并提高电路的可靠性。附图说明附图中：图1是本专利技术第一实施方式的电机组件及其驱动负载的功能方框图。图2是图1中电机的示意图。图3是图1中电机驱动装置的功能方框图。图4是图1中电机驱动装置控制电机启动过程的波形图。图5本专利技术第二实施方式的电机组件驱动负载的功能方框图。图6是图5中电机驱动装置的功能方框图。主要元件符号说明如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式下面结合附图，通过对本专利技术的具体实施方式详细描述，将使本专利技术的技术方案及其他有益效果显而易见。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制。附图中显示的连接仅仅是为便于清晰描述，而并不限定连接方式。请参阅图1，本专利技术第一实施方式的电机组件包括电机10及用于控制电机定向启动的电机驱装置30，所述电机驱动装置30及电机10及电源开关S1串联连接在交流电源60两端。所述电机10可直接驱动负载50，也可通过负载连接机构驱动负载。本实施方式中，电机10为单相永磁同步电机，其他实施方式中，电机10也可为单相励磁同步电机或直流无刷电机。本实施方式中，所述负载连接机构为离合器40，该离合器40可为弹簧离合器、离心离合器、摩擦离合器或电磁离合器。本实施方式中，以负载50为风机的扇叶为例进行说明，其他实施方式中，负载可为水泵的叶轮或其他设备。当然，若负载50转动惯量较小，可不设置负载连接机构而让电机10直接驱动负载50运行。图2示出依据本专利技术一实施方式的单相永磁同步电机。所述同步电机10包括定子和可相对定子旋转的转子14。定子具有定子铁心12及绕设于定子铁心12上的定子绕组16。定子铁心12可由纯铁、铸铁、铸钢、电工钢、硅钢等软磁材料制成。转子14具有永磁铁，定子绕组16与交流电源60串接时转子14在稳态阶段以60f/p圈/分钟的转速恒速运行，其中f是所述交流电源的频率，p是转子的极对数。定子的磁极和转子14的磁极之间具有不均匀气隙18，使得转子14在静止时其极轴R相对于定子的极轴S偏移一个角度α，以允许电机10在电机驱动装置30的作用下每次通电时转子可以具有启动转矩。本实施方式中，定子和转子均具有两个磁极。可以理解的，在更多实施方式中，定子和转子的磁极数也可以不相等，且具有更多磁极，例如四个、六个等。本实施方式中，电机的定子绕组16和电机驱动装置30串联于交流电源60两端。所述电机驱动装置30可使电机在每次启动时均沿着一固定方向启动。请参考图3，示出所述电机驱动装置30的一种实现方式。本实施方式中，所述电机驱动装置30为一两端口特定用途集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)芯片，包括壳体31、自壳体31伸出的两个端子1、2、以及封装于壳体内的驱动电路，所述驱动电路设于半导体基片上，包括锁相控制触发电路32、连接于两个端子1、2之间的降压整流稳压电路34和双向电子开关36。所述锁相控制触发电路32包括锁相控制电路322及触发电路324，所述锁相控制触发电路32被配置为依据电机的转子磁极位置、启动转向，控制所述双向电子开关36导通的通电波形的起始波串为正半波或负半波以及控制双向电子开关36以预定方式在导通与截止状态之间切换，使定子绕组16在电机启动阶段仅沿着设定启动方向拖动转子14旋转。所述交流电源60可以是市电交流电源，具有例如50赫兹或60赫兹的固定频率，电压可以是110伏、220伏或230伏等。所述降压整流稳压电路34接收交流电源并将交流电源进行降压整流稳压处理变为电压值为大多数芯片或电路普遍使用的稳定的3伏到18伏之间的电压(例如5V)并提供给所述锁相控制触发电路32。所述降压整流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机驱动装置，包括壳体、封装于壳体内的半导体基片，所述电机驱动装置还包括锁相控制电路、触发电路及双向电子开关，所述锁相控制电路用于跟踪交流电源频率及相位，并发出一个由低频变到高频直至与交流电源同频同相位的锁相矩形波串至所述触发电路，所述触发电路在锁相矩形波串高电平或低电平的脉冲宽度小于电源周期前，根据所述锁相矩形波串的电平控制所述双向电子开关以预定方式在导通与截止之间切换，以控制电机沿设定方向启动，当锁相矩形波串高电平或低电平的脉冲宽度小于电源周期时，所述触发电路控制双向电子开关全通电；所述锁相控制电路、触发电路及双向电子开关至少之一设于所述半导体基片上。

【技术特征摘要】
1.一种电机驱动装置，包括壳体、封装于壳体内的半导体基片，所述电机驱动装置还包括锁相控制电路、触发电路及双向电子开关，所述锁相控制电路用于跟踪交流电源频率及相位，并发出一个由低频变到高频直至与交流电源同频同相位的锁相矩形波串至所述触发电路，所述触发电路在锁相矩形波串高电平或低电平的脉冲宽度小于电源周期前，根据所述锁相矩形波串的电平控制所述双向电子开关以预定方式在导通与截止之间切换，以控制电机沿设定方向启动，当锁相矩形波串高电平或低电平的脉冲宽度小于电源周期时，所述触发电路控制双向电子开关全通电；所述锁相控制电路、触发电路及双向电子开关至少之一设于所述半导体基片上。2.如权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，当锁相矩形波串为高电平时所述触发电路触发所述双向电子开关导通电源电压的正半波串，当锁相矩形波串为低电平时所述触发电路触发所述双向电子开关导通交流电源电压的负半波串。3.如权利要求2所述的电机驱动装置，其特征在于，所述电机驱动装置还包括降压整流稳压电路，所述降压整流稳压电路用于将交流电源的电压处理为稳定的直流电压并提供给所述锁相控制电路和触发电路。4.如权利要求3所述的电机驱动装置，其特征在于，从壳体引出一第一端子及一第二端子，所述第一及第二端子分别连接所述双向电子开关的两端及所述降压整流稳压电路两端...

【专利技术属性】
技术研发人员：李越，刘立生，张亚明，王勇，
申请(专利权)人：德昌电机深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44